一轮单元训练金卷高三物理第十二单元 交变电流 传感器测试题

一轮单元训练金卷·高三·物理(A)卷第十二单元交变电流传感器注意事项：1、答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2、选择题的作答：每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3、非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4、考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。一、选择题：本题共10小题,每小题5分。在每小题给出的四个选项中,第1～6题只有一项符合题目要求,第7～10题有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。1、如图甲所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时,线圈中产生的交流电如图乙所示,设沿abcda方向为电流正方向,则()A、乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程B、乙图中c时刻对应甲图中的C图C、若乙图中d等于0.02s,则1s内电流的方向改变了50次D、若乙图中b等于0.02s,则交流电的频率为50Hz2、(2018·东北三校联考)关于图甲、乙、丙、丁,下列说法正确的是()A、图甲中电流的峰值为2A,有效值为eq\r(2)A,周期为5sB、图乙中电流的峰值为5A,有效值为2.5eq\r(2)AC、图丙中电流的峰值为2A,有效值为eq\r(2)AD、图丁中电流的最大值为4A,有效值为eq\r(2)A,周期为2s3.如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻r＝1.0Ω,外接R＝9.0Ω的电阻、闭合开关S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势e＝10eq\r(2)sin10πt(V),则()A、该交变电流的频率为10HzB、该电动势的有效值为10eq\r(2)VC、外接电阻R所消耗的电功率为10WD、电路中理想交流电流表A的示数为1.0A4、如图甲所示,为一种调光台灯电路示意图,它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度、给该台灯接220V的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示,则此时交流电压表的示数为()A、220V B、110VC.eq\f(220,\r(2))V D、eq\f(110,\r(2))V5.一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5∶1,原线圈接入电压为220V的正弦交流电,各元件正常工作,一个理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上,如图所示,电压表和电流表均为理想交流电表、则下列说法正确的是()A、原、副线圈中的电流之比为5∶1B、电压表的读数约为44VC、若滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω,则1分钟产生的热量为2904JD、若将滑动变阻器的滑片向上滑动,则两电表读数均增大6、(2018·唐山模拟)如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数之比为2∶1,原线圈接在u＝220eq\r(2)sin100πt(V)的交流电源上,副线圈一端接有R＝55Ω的负载电阻、熔断电流为1A的保险丝和一个灯泡D,电流表为理想电表、下列说法正确的是()A、S断开时,原线圈中电流表的读数为eq\r(2)AB、S断开时,原线圈的输入功率为220eq\r(2)WC、副线圈中输出交流电的周期为50sD、S闭合时,灯泡D正常发光,原线圈中电流表读数不会超过1.5A7、如图是手机充电器的内部电路核心部分的简化模型,将变压器和二极管都视为理想元件,已知变压器的原、副线圈匝数比为20∶1,A、B端输入电压为U1＝220eq\r(2)sin100πt(V),对于输出端CD(OD为副线圈的中心抽头)()A、输出电压的有效值为11VB、输出电压的有效值为5.5VC、CD端的输出功率和AB端的输入功率之比为1∶2D、CD端的输出功率和AB端的输入功率之比为1∶18、(2017·高考江苏卷)某音响电路的简化电路图如图所示,输入信号既有高频成分,也有低频成分,则()A、电感L1的作用是通高频B、电容C2的作用是通高频C、扬声器甲用于输出高频成分D、扬声器乙用于输出高频成分9、图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,A为交流电流表,线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示,以下判断正确的是()A、电流表的示数为10AB、线圈转动的角速度为50πrad/sC、0.01s时线圈平面与磁场方向平行D、0.02s时电阻R中电流的方向自右向左10.(2018·东北三校联考)如图所示,空间中有范围足够大的匀强磁场,磁场方向竖直向下,在其间竖直放置两彼此正对的相同金属圆环,两环相距L,用导线将环与外电阻相连,现用外力使金属杆沿两环做匀速圆周运动、若已知磁感应强度大小为B,圆环半径为R,杆转动角速度为ω,金属杆和电阻的阻值均为r,其他电阻不计,则()A、当金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中,流过外电阻的电流先变大后变小B、当金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中,流过外电阻的电流先变小后变大C、流过外电阻电流的有效值为eq\f(\r(2)BLωR,4r)D、流过外电阻电流的有效值为eq\f(\r(2)πBωR2,4r)二、非选择题：本大题共4小题,共60分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。11、(1)利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器,一般体积很小,可以用来测量很小范围内的温度变化,反应快,而且精确度高、①如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路,其他因素不变,只要热敏电阻所处区域的温度降低,电路中电流将变________(选填“大”或“小”)、②上述电路中,我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度,就能直接显示出热敏电阻附近的温度、如果刻度盘正中的温度为20℃(如图甲所示),则25℃的刻度应在20℃的刻度的________(选填“左”或“右”)侧、③为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化,请在图乙中用图中的器材(可增加元器件)设计一个电路、(2)图甲为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路,电源电压恒定,电流表内阻不计,开关闭合后,调节滑动变阻器滑片,使小灯泡发光逐渐增强,测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图所示,试根据这一特性,由图丙中给定的器材设计一个自动光控电路、12、如图甲为一理想变压器,ab为原线圈,ce为副线圈,d为副线圈引出的一个接头,原线圈输入正弦式交变电压的u－t图象如图乙所示、若只在ce间接一只Rce＝400Ω的电阻或只在de间接一只Rde＝225Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；(2)求只在ce间接400Ω电阻时,原线圈中的电流I1；(3)求ce和de间线圈的匝数比eq\f(nce,nde).13.(2018·武汉模拟)在远距离输电时,要考虑尽量减少输电线上的功率损失、有一个小型发电站,输送的电功率为P＝500kW,当使用U＝5kV的电压输电时,测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800kW·h.求：(1)输电效率η和输电线的总电阻r；(2)若想使输电效率提高到98%,又不改变输电线,那么发电站应使用多高的电压向外输电？14、发电机的端电压为220V,输出电功率为44kW,输电导线的电阻为0.2Ω,如果用原、副线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压,经输电线路后,再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户、(1)画出全过程的线路图；(2)求用户得到的电压和功率；(3)若不经过变压而直接送到用户,求用户得到的功率和电压、一轮单元训练金卷·高三·物理(A)卷第十二单元交变电流传感器答案1.【答案】A【解析】选A.由交变电流的产生原理可知,甲图中的A、C两图中线圈所在的平面为中性面,线圈在中性面时电流为零,再经过1/4个周期电流达到最大值,再由楞次定律判断出电流的方向,因此甲图中A至B图的过程电流为正且从零逐渐增大到最大值,A正确；甲图中的C图对应的电流为零,B错误；每经过中性面一次线圈中的电流方向将要改变一次,所以一个周期以内电流方向要改变两次,所以在乙图中对应Od段等于交变电流的一个周期,若已知d等于0.02s,则频率为50Hz,1s内电流的方向将改变100次,C错误；而D选项频率应该是25Hz.2.【答案】B【解析】选B.图甲是正弦式交变电流图线,峰值(最大值)为2A,有效值是峰值的eq\f(1,\r(2)),即eq\r(2)A,周期为4s,所以A选项错误；图乙电流大小改变但方向不变,所以不是交变电流,计算有效值时因为热效应与电流方向无关,所以仍是峰值的eq\f(1,\r(2)),即2.5eq\r(2)A,所以B选项正确；图丙是图甲减半的脉冲电流,有效值不可能为峰值的eq\f(1,\r(2)),所以C选项错误；图丁是交变电流图线,周期为2s,根据有效值定义则有：42×R×eq\f(T,2)＋32×R×eq\f(T,2)＝I2RT,解得电流有效值I＝2.5eq\r(2)A,所以D选项错误、3.【答案】D【解析】选D.因e＝10eq\r(2)sin10πt(V),故ω＝10πrad/s,f＝eq\f(ω,2π)＝5Hz,选项A错误；Em＝10eq\r(2)V,故其有效值E＝eq\f(Em,\r(2))＝10V,选项B错误；交流电表的示数及功率的计算均要用有效值,因此电路中理想交流电流表A的示数I＝eq\f(E,R＋r)＝1.0A,选项D正确；外接电阻R所消耗功率为P＝I2R＝1.02×9W＝9W,选项C错误、4.【答案】B【解析】选B.设电压的有效值为U,根据有效值定义有eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(220,\r(2))))\s\up12(2),R)·eq\f(T,2)＝eq\f(U2,R)T,解得U＝110V,则B正确、5.【答案】C【解析】选C.理想二极管的特点是正向的电流通过时电阻很小,反向的电流通过时电阻很大,认为断路,理想二极管的作用是只允许正向的电流通过、由于原、副线圈中的电流之比与匝数之比成反比,所以电流之比为1∶5,A选项错误；原、副线圈的电压之比和匝数之比成正比,所以副线圈两端电压为U2＝44V,但二极管具有单向导电性,根据有效值的定义有eq\f(Ueq\o\al(2,2),R)×eq\f(T,2)＝eq\f(U2,R)×T,从而求得电压表两端电压有效值为U＝22eq\r(2)V,B选项错误；1min产生的热量为Q＝eq\f(U2,R)t＝2904J,C选项正确；将滑动变阻器滑片向上滑动,接入电路中的阻值变小,但对原、副线圈两端的电压无影响,即电压表的读数不变,电流表的读数变大,所以D选项错误、6.【答案】D【解析】选D.由交流电源瞬时值表达式可知其原线圈两端电压的有效值为220V,根据理想变压器变压规律eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知,副线圈输出电压有效值为U2＝110V,由欧姆定律可知通过电阻的电流I2＝eq\f(U2,R)＝2A,由变压器变流规律eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)可知,原线圈输入电流为1A,故电流表示数为1A,A项错误；原线圈的输入功率P1＝U1I1＝220W,B项错误；变压器不改变交流电的周期,由瞬时值表达式可知,交流电的周期为0.02s,C项错误；通过灯泡的电流有效值最大为1A,故通过副线圈的最大电流为3A,由变压器变流规律可知,原线圈输入电流有效值最大为1.5A,故D项正确、7.【答案】BD【解析】选BD.由于OD为副线圈的中心抽头,AB与CD线圈匝数之比为40∶1,则线圈CD间电压的最大值为eq\f(11\r(2),2)V,而本题中的两个二极管相当于把CD之间的交变电压的负半部分对称地变为正半部分,这样交变电流就全部变为正值,且周期为原来的一半,因而有效值为5.5V,A错误,B正确、变压器AB端的输入功率等于CD端的输出功率,因而C错误,D正确、8.【答案】BD【解析】选BD.电感线圈有通低频、阻高频的作用,因此A项错误；电容器有通高频、阻低频的作用,因此B项正确；由此可以判断,扬声器甲主要用于输出低频成分,扬声器乙用于输出高频成分,C项错误,D项正确、9.【答案】AC【解析】选AC.根据i－t图象可知,电流最大值Im＝10eq\r(2)A,有效值I＝eq\f(Im,\r(2))＝10A,选项A正确；交变电流的周期T＝2×10－2s,角速度ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s,选项B错误；从图示位置开始转动时,经0.01s线圈回到水平状态,线圈平面与磁场方向平行,选项C正确；根据右手定则,在0.02s时,线圈经过一个周期,即在图示位置,电阻R中的电流方向自左向右,因此选项D错误、10.【答案】BC【解析】选BC.金属杆从圆环最高点向最低点转动的过程中,垂直磁场方向的分速度先减小再增大,因而流过外电阻的电流先减小再增大,选项A错误,选项B正确；杆沿圆环的匀速率运动等效为以两环圆心连线为转动轴、长为L、宽为R的矩形线框的匀速转动,因此产生正弦交流电,遵守I＝eq\f(Im,\r(2))的关系、电动势的最大值为Em＝BLωR,Im＝eq\f(Em,2r),I＝eq\f(Im,\r(2))＝eq\f(\r(2)BLωR,4r),故选项C正确、D错误、11.【答案】(1)①小②右③见解析图(2)见解析【解析】(1)①因为温度降低时,负温度系数热敏电阻的阻值增大,故电路中电流会减小、②由①的分析知,温度越高,电流越大,25℃的刻度应对应较大电流,故在20℃的刻度的右侧、③电路如图所示(2)由光敏电阻的特性曲线可以看出,当入射光增强时,流过光敏电阻的电流增大,光敏电阻的阻值减小、根据题意设计一个自动光控电路,如图所示、控制过程是：当有光照时,放大器输出一个较大的电流,驱动电磁继电器吸引衔铁使两个触点断开；当无光照时,放大器输出电流减小,电磁继电器释放衔铁,使两个触点闭合,工作电路接通,电灯开始工作、12.【答案】见解析【解析】(1)由题图乙知ω＝200πrad/s,Um＝400V电压瞬时值的表达式为uab＝400sin200πt(V)、(2)电压有效值U1＝200eq\r(2)V理想变压器P1＝P2原线圈中的电流I1＝eq\f(P1,U1),解得I1≈0.28Aeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或\f(\r(2),5)A)).(3)设ab间匝数为n1,eq\f(U1,n1)＝eq\f(Uce,nce),同理eq\f(U1,n1)＝eq\f(Ude,nde)由题意知eq\f(Ueq\o\al(2,ce),Rce)＝eq\f(Ueq\o\al(2,de),Rde),解得eq\f(nce,nde)＝eq\r(\f(Rce,Rde))代入数据得eq\f(nce,nde)＝eq\f(4,3).13.【答案】(1)60%20Ω(2)22.4kV【解析】(1)输送功率P＝500kW,一昼夜输送电能E＝Pt＝12000kW·h由题知输电线上损失的电能ΔE＝4800kW